[實用新型]一種井下廢石混凝土制備及泵送充填系統

有效

• 申請號: 201320662094.X
• 申請日: 2013-10-25
• 公開（公告）號: CN203614129U
• 公開（公告）日: 2014-05-28
• 發明（設計）人: 余健;吳東旭;孫宏生;艾春龍;呂振江;汪德文;顧迎春
• 申請（專利權）人: 玉溪礦業有限公司;中南大學
• 主分類號: E21F15/06
• 分類號: E21F15/06
• 代理公司: 昆明正原專利商標代理有限公司 53100
• 代理人: 金耀生

技術領域

本實用新型涉及金屬礦床地下開采技術領域，是一種適用于分層充填采礦或空場開采嗣后充填采礦的井下廢石混凝土制備及泵送充填系統。

背景技術

采礦方法是金屬礦床地下開采的技術核心，主要包括空場采礦法、崩落采礦法和充填采礦法三大類。其中充填采礦法可將選礦排放的尾礦、采掘過程中排出的廢石等回填采空區，使得這種采礦方法不僅具有礦石回收率高、回采作業安全等優點，還解決了工業廢料地表排放的難題，保護了地表環境。因此，充填采礦法是一種綠色、環保可持續的采礦方法，具有廣闊的發展前景。?

根據回采工藝不同，采空區充填分為邊采邊充和采后一次充填兩種方式。前者不僅將充填體用作控制采場地壓，同時還用作工作平臺；后者的充填體僅用于控制采場地壓，具有充填體積大、周期長的特點。利用充填體作為人工礦柱支撐采空區頂板，維護回采作業的安全，最大限度地回收礦石資源，是充填采礦法最重要的特點。為保障生產作業的安全，充填體必須具有足夠的強度。

目前金屬礦床地下開采所用的充填材料主要有尾砂和廢石兩種。尾砂充填技術發明于上世紀70年代，當時只是采用水砂充填，而且是用分級尾砂，并沒有在尾砂中加入水泥等膠結材料。后來為了提高充填體強度，向尾砂充填料中添加水泥或具有膠結性能的水泥代用材料。眾所周知，尾砂粒度很小與水泥屬同一數量級，為提高充填體強度需要加入的水泥量很大，這就大幅度提高了充填成本，限制了它的使用范圍。此外，由于尾砂充填料漿制備站建在地表，與井下待充空區距離較遠，料漿的輸送濃度（重量濃度）一般都在75%以下，這就使得料漿中的水量大大超過了水泥水化作用所需的水量，嚴重影響充填體的強度；同時，由于充填料漿的含水量過大，進入空區后水泥會與尾砂發生分層離析，使得水泥分布嚴重不均，也嚴重影響了尾砂膠結充填體的強度。因此，近幾十年來如何降低尾砂充填料漿的含水量，成了尾砂充填技術研究的主攻方向，同時全尾砂充填技術也是這些年研究的方向之一。近年來，全尾砂泵送膏體膠結充填技術、高速活化攪拌高濃度全尾砂膠結充填技術等的研究都取得了突破性進展?，F在可做到進入空區的料漿不需脫水，避免了水泥與尾砂分層離析對充填體強度的影響。但如何降低水泥或水泥代用材料用量以降低充填成本，并仍保持充填體有足夠的強度，一直是未能解決的技術難題。?

利用廢石充填采空區在上世紀50年代就開始了。當時的水平分層廢石充填采礦法，將廢石充填體用作工作平臺邊采邊充填，直到最上部分層采完才將整個空區充滿。后來，為了提高廢石充填體的強度，以便相臨礦體的開采，又在廢石充填料中添加了水泥漿（或水泥砂漿），發明了廢石膠結充填技術。目前，這種充填技術在國內外已得到廣泛應用，主要用于空場開采后一次充填采空區。廢石膠結充填最大的優點是水泥用量節省、充填體強度高，充填料含水量少，干凝后收縮變形量小，特別適用于礦柱開采后充填。形成的高強度充填體可作為人工礦柱，為下一步礦房開采提供較好的安全保障。但是這種充填方案，目前還存在三個技術難題有待解決，一是如何提高廢石膠結充填料在井下的運輸效率，實現高效率、連續輸送；二是如何實現廢石與水泥漿（水泥砂漿）的均勻混合；三是如何使廢石膠結充填料與采空區接頂。對于這三個技術難題，目前國內外所采用的兩種充填方案都不可靠，不能令人滿意。一是采用皮帶輸送廢石。從廢石溜井出來的廢石由皮帶輸送到待充空區入口，在此加入水泥漿，由折返式溜槽將廢石與水泥漿混合后充入空區；二是用汽車運輸廢石。從異地運來的廢石經過一個專門的水泥漿裝載站，將水泥漿撒在車斗的廢石堆上運到待充空區入口，卸入折返式溜槽將廢石與水泥漿混合后充入空區。很顯然，汽車運輸廢石不連續效率低，皮帶運輸靈活性差；用折返式溜槽混合廢石與水泥漿可靠性差，可能出現少數廢石無法與水泥漿混合，造成充填體強度不均勻的情況；關于充填體接頂問題，目前主要是控制空區頂板的形狀利用重力接頂。此外，上述兩種充填方式，還存在廢石粒級級配不適當影響充填體強度的問題。

發明內容

?本實用新型的目的是提供一種井下廢石混凝土制備及泵送充填系統，發揮廢石膠結充填體強度高、穩定性好的特點，解決傳統廢石膠結充填料輸送不連續、效率低，廢石與水泥漿（水泥砂漿）攪拌混合不均勻，充填接頂效果差等技術難題。

本實用新型的技術方案為：